package year2023.sort;

public class Code04_MergeSort {

    //归并排序  O(Nlogn)
    //f(arr,L,R)
    //首先让
    //f(arr,L,M)有序
    //然后f(arr,M+1,R)有序
    //最后Merge

    //Master公式：T(N) = a*T(N/b) + O(N^d)
//    结论（证明省略）：
//            ①当d<logb a时，时间复杂度为O(N^(logb a))
//            ②当d=logb a时，时间复杂度为O((N^d)*logN)
//            ③当d>logb a时，时间复杂度为O(N^d)

    //递归方法实现
    public static void mergeSort1(int[] arr){
        if (arr == null || arr.length < 2){
            return;
        }
        process(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    //把arr[L..R]排有序
    public static void process(int[] arr, int L, int R){
        if (L == R){
            return;
        }
        int mid = L + ((R - L) >> 1);
        process(arr, L, mid);
        process(arr, mid + 1, R);
        merge(arr, L, mid, R);
    }

    public static void merge(int[] arr, int L, int M, int R){
        int[] help = new int[R - L + 1];
        int i = 0;
        int p1 = L;
        int p2 = R;
        while (p1 <= M && p2 <=R){
            help[i++] = arr[p1] <= arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
        }
        //要么p1越界要么p2越界
        while (p1 <= M){
            help[i++] = arr[p1++];
        }
        while (p2 <= R){
            help[i++] = arr[p2++];
        }
        for (i = 0; i < help.length; i++){
            arr[L + i] = help[i];
        }
    }

    //迭代方法实现(非递归)
    public static void mergeSort2(int[] arr){
        if (arr == null || arr.length < 2){
            return;
        }
        int N = arr.length;
        int mergeSize = 1;//定义步长,当前有序的,左组长度
        while (mergeSize < N){
            //当前左组的第一个位置
            int L = 0;
            while (L < N){
                int M = L + mergeSize - 1;
                if (M >= N){
                    break;
                }
                int R = Math.min(M + mergeSize, N - 1);
                merge(arr, L, M, R);
                L = R + 1;
            }
            //防止溢出
            if(mergeSize > N / 2){
                break;
            }
            mergeSize <<= 1;//向左移动一位 == 乘2
        }
    }

}
